Kelvin APS

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Curso Engenharia Ciclo Básico
Atividades Práticas
Supervisionadas
Araçatuba
2013
William Thompson
(Kelvin)
 
Biografia
Willian Thomson nasceu no dia 26 de Junho de 1824, em Belfast, Irlanda. Seu
pai, James Thomson pretendia originalmente ser ministro da Igreja presbiteriana
porém acabou optando pela carreira acadêmica como matemático. A mãe de William
feleceu quando ele tinha apenas 6 anos de idade e desde então ele foi criado por
seu pai. James Thomson era professor de engenharia em Belfast quando William
nasceu e seu filho tinha oito anos foi contratado para ocupar a cadeira de
Matemática na Universidade de Glasgow. James Thomson era um pai dominante
que trazia à família de forma rigorosa a doutrina presbiteriana.
Apesar de seu pai ser rígido, William e James mantinham uma relação muito
próxima. Foi de seu pai que William aprendeu matemática e em uma idade muito
jovem ele tornou-se um renomado matemático com o conhecimento dos últimos
conhecimentos sobre o assunto.
Passou a frequentar a Universidade de Glasgow quando tinha apenas 10
anos de idade. Thomson iniciou o que poderia considerar-se trabalho de nível
universitário em 1838, quando tinha apenas 14 anos de idade. Durante os anos de
1838 e 1839 ele estudou astronomia e química. No ano seguinte ele passou a
estudar o curso de filosofia natural, hoje chamada de física, que incluía o estudo de
eletricidade, calor e magnetismo. Seu Ensaio sobre a Figura da Terra garantiu-lhe a
medalha de ouro de Universidade de Glasgow quando tinha apenas 15 anos.
Em 1841, William entrou em Cambridge e no mesmo ano seu primeiro
trabalho foi publicado, trabalho que defendia que defendia a matemática de Fo urier
contra a crítica do professor de matemática da Universidade de Edimburgo. Em
1845 diplomou-se e mereceu o Smith's Prize, um prêm io atribuído anualmente à dois
estudantes de pesquisa em matemática, matemática aplicada e física teórica na
Universidade de Cambridge, e no mesmo ano viajou para a França.
Em 1846, ele aceitou a cadeira de Filosofia da Natureza na Universidade de
Glasgow, que ele ocupou por 53 anos, conseguindo reconhecimento universal como
um dos grandes físicos de seu tempo. Nesse mesmo ano fundou o prim eiro
laboratório para o aprendizado da Física. Foi Kelvin na verdade que deu forma à
moderna estrutura de ensino da Ciência, introduzindo a experimentação como parte
integrante do treinamento do cientista.
 Em 1847 Thom son encontra pela primeira vez James Prescott Joule numa
assembleia da British Association. As pesquisas de Joule não atraíram atenção de
imediato, m as após esse encontro Thomson salientou a convergência dos
resultados obtidos por Joule com a teoria dos motores elétricos, elaborada pelos
engenheiros franceses.
Mais tarde, em 1854, quando a teoria do calórico já fora de um modo geral
abandonada, Kelvin propôs uma escala absoluta, em que as elevações iguais de
temperatura eram consideradas como os níveis térmicos em que uma máquina, cuja
força impulsora fosse o calor, produzisse a mesm a quantidade de trabalho. E
demonstrou que essa escala correspondia exatam ente à do termômetro gasoso.o se
refugiou em Paris, e por um ano trabalhou no laboratório de Regnault, que estava
então engajado em suas pesquisas clássicas sobre as propriedades térmicas do
vapor.
Em de seus primeiros trabalhos ligou-se à determinação da idade da Terra,
em 1862 que a idade a partir da qual a Terra apresentou condições de temperatura
que a tornaram habitável não podia ser maior do que duzentos milhões de anos; e
em 1889 havia ele reduzido esse limite para uma cifra oscilando entre vinte e
quarenta milhões de anos.
Em 1869, na escola de Minas de Londres, Huxley replicou ser a evidência
geológica tão válida como as provas físicas, podendo ocorrer que o erro fosse da
parte dos físicos. Em 1900, Kelvin havia tornado conhecida sua restrita estimativa de
vinte a quarenta milhões de anos para a idade da Terra.
Em 1899, outro geólogo, Chamberlin, alegou a possibilidade de a teoria dos
físicos ser incompleta e com a ajuda da teoria de Becquerel e o fenômeno da
radioatividade forneceu novos métodos para o cálculo da idade da Terra, o qual
comprovou de modo amplo, as estimativas feitas pelos geólogos.
As propriedades do calor foram um dos sistem as preferidos de Kelvin.
Analisou com mais profundidades as descobertas de Jacques Charles sobre a
variação de volume dos gases em função da variação da temperatura. Charles
concluíra, com base em experimentos e cálculos, que à temperatura de -273ºC
todos os gases teriam volume igual à zero. Kelvin propôs outra conclusão: não era o
volume da matéria que se anularia nessa temperatura, mas sim a energia cinética de
suas moléculas. Sugeriu então que essa temperatura deveria ser considerada a
mais baixa possível e chamou-a de zero absoluto. A partir dela, propôs uma nova
 escala termométrica (que posteriormente recebeu o nome de escala Kelvin), a qual
permitiria maior simplicidade para a expressão matemática das relações entre
grandezas termodinâmica Em 1847 Thomson encontra pela prim eira vez Jam es
Prescott Joule numa assembleia da British Association. As pesquisas de Joule não
atraíram atenção de imediato, mas após esse encontro Thomson salientou a
convergência dos resultados obtidos por Joule com a teoria dos motores elétricos,
elaborada pelos engenheiros franceses. As experiências de Joule comprovaram que
a energia mecânica se transformava quantitativamente em calor; e até então a teoria
francesa sugeria a impossibilidade do inverso, isto é, de o calor não se transformar
em energia mecânica, na m áquina a vapor, dando-se nesta apenas uma queda de
temperatura.
Em 1890 ele tornou-se presidente da Royal Society, e recebeu a ordem de
mérito nesta instituição em 1902. Em 1896 na ocasião do jubileu de seu
professorado, a cidade uniu-se à Universidade na honra ao mais destacado cidadão.
Três anos após essa celebração, Lord Kelvin renunciou a sua cadeira em Glasgow,
embora formalmente matriculado como um estudante ele manteve sua conexão com
a universidade, da qual em 1904 ele foi eleito chanceler. A maior parte do seu tempo
após a renúncia foi gasto em escrever e revisar as conferências da teoria ondulatória
da luz que ele tinha entregado na universidade John Hopkins, Baltimore, em 1884
(publicada em 1904). No encontro de Leicester da Associação Britânica (British
Association), em 1884, apresentou longa pesquisa da teoria eletrônica da massa.
Ele morreu em 17 de Dezembro de 1907, na sua residência em Netherhall, próximo
a Largs, Escócia. Não houve herança para o seu título, que ficou extinto. Uma
estátua foi erguida para ele em Glasgow em 1913.
Deixando mais de trezentos trabalhos publicados, o infatigável cientista
morreu no dia 17 de Dezembro de 1907, em Netherall. Seu sepultamento deu-se
com todas as honras, na Abadia de Westminster. Com ele, desaparecia o tipo de
físico e engenheiro que havia simbolizado o século XIX e que representava o
espírito otimista e empreendedor daquela época.
Teorias
Na tradição de Newton, como filósofo natural, contribuiu para as teorias do
calor, da eletricidade e do magnetismo. Desde muito jovem era um gênio
matemático, conhecedor da obra de Fourier, estabelecendo relações entre as teorias
 
do calor e da eletricidade, explicando ao próprio Maxwell o caráter das linhas de
força de Faraday. Após uma permanência na França, reconheceu a importância do
trabalho de Carnot, promovendo asua reconciliação com as ideias de conservação
de energia, e explicando magistralmente a segunda lei da termodinâmica.
A escala Kelvin de tem peraturas é baseada no ciclo de Carnot, que não
depende de nenhuma substância ou de hipóteses desnecessárias sobre a natureza
do calor. Interessou-se por problemas aplicados, em particular na área da telegrafia,
participando do lançamento do primeiro cabo telegráfico transoceânico, e
transformando-se num engenheiro elétrico e empreendedor de muito sucesso. Era
escritor prolífico e polêmico; envolveu-se num debate famoso, com geólogos e
evolucionistas, sobre a idade da terra.
Em 1851 apresentou um trabalho sobre a teoria dinâm ica do calor. Esta
reconciliava os estudos de Sadi Carnot com as conclusões de Rumford, Davy,
Mayer e Joule. Neste trabalho foi, pela primeira vez, estabelecido o princípio da
dissipação da energia, posteriormente sumarizado no segundo princípio da
termodinâmica.
Kelvin, porém, não se lim itava a formular teorias sobre os princípios gerais da
física, mas as experimentava tenazmente, usando engenhosos aparelhos por ele
mesmo inventado.
Na época de sua juventude, o estudo da eletricidade e, em particular, a teoria
matemática da eletrostática estavam apenas esboçados e ainda imprecisos. A
contribuição de Kelvin nestas áreas foi notável. Encontraram meios de m edir
tensões e correntes nas condições as mais diversas. Construiu delicados
instrumentos capazes de verificar as leis da eletrostática. Em 1853, formulou a teoria
dos circuitos oscilantes e conseguiu comprová-la com seu aparelhamento de
concepção verdadeiramente moderna. Por fim, sugeriu um processo para a medição
da força eletromotriz e da resistência ôhmica (1861) e construiu um eletrômetro, com
o qual era possível determinar, com exatidão, a constante que relaciona a unidade
eletromagnética e a unidade eletrostática de intensidade de corrente (1867).
Juntamente com seus colaboradores, Kelvin foi feito baronete e, em 1869,
começou a auferir os primeiros lucros de sua empresa, aos quais aplicou -se em
patrocinar uma bolsa de estudos na Universidade de Glasgow.
Durante suas numerosas viagens marítimas, percebeu o quanto eram
imprecisas as bússolas, sobretudo em consequência da ação magnética exercida
pela própria embarcação. Dedicou-se então, a partir de 1873, ao aperfeiçoamento
desse instrumento e à invenção de outros. Entre eles destacam-se um aparelho
 capaz de calcular a amplitude das marés e uma máquina para resolver sistemas
lineares algébricos.
A geologia e a cosmogonia foram tam bém objeto de seus estudos, assim
como a estrutura da matéria e do "éter". Sob a influência de Hermann Von
Helmholtz, grande físico alemão e seu amigo, Kelvin aceitou a ideia de que os
átomos fossem vértices do "éter". Em seus últimos anos, porém, adotou a hipótese
da natureza elétrica da matéria, embora sem muita convicção.
Na época de Kelvin não se conhecia ainda a natureza da energia irradiada pelo Sol.
Baseando-se na teoria de que essa energia resultava do resfriamento da matéria
primitiva, deduziu as idades mínim as de 500 milhões de anos para a Terra e 100
milhões para o Sol. Estas conclusões, que suscitaram as mais vivas polêmicas,
eram consideradas exageradas.
Kelvin também concluiu, analisando os trabalhos do francês Carnot, que é
impossível utilizar toda a energia de um sistema na forma de trabalho. Uma parte
dessa energia é inevitavelmente perdida na forma de calor. Na indústria, seus
estudos colaboraram para a fabricação de melhores galvanômetros e cabos
elétricos, concretizando a implantação de um cabo telegráfico entre a Europa e a
América do Norte, no fundo do oceano Atlântico. (O sucesso desse empreendimento
é que o levou a receber o título da nobreza). Foi também responsável pela
implantação do serviço telefônico na Grã-Bretanha e, em 1890, elegeu-se presidente
da Royal society.
Todo esse envolvim ento com a ciência, no entanto, não o impediu de, no final
da vida, opor-se às novas descobertas da desintegração radiativa.
Impactos produzidos
Matemático e físico irlandês, nascido em Belfast, Irlanda do Norte, umas das
figuras mais notáveis da geração de cientistas britânicos que deram imensa
contribuição para o avanço da física durante o século XIX.
Formado na Universidade de Cambridge (1845), foi nomeado professor da
Universidade de Glasgow (1846), inicialmente de filosofia natural, depois se
dedicando à ciência experimental, onde permaneceu até o fim da carreira, por 53
anos. Seus principais trabalhos científicos trataram dos fenômenos de
transformação da energia. A partir dos descobrimentos sobre a natureza calor,
realizados separadamente por Jean Baptiste, Joseph Fourier e James Joule,
construiu uma teoria unitária dos fenômenos associados às trocas energéticas entre
diversos componentes dos sistemas físicos, elaborando, assim, a Segunda Lei da
Termodinâmica, segundo a qual a entropia, grandeza que determina o grau de
desordem molecular, tende a aumentar em qualquer sistema isolado.
Durante sua vida de brilhante cientista, publicou mais de 650 importantes
artigos científicos sobre os mais variados assuntos como escoamentos laminares,
 ondas em canais abertos, capilares, flutuação de navios, termodinâmica, etc.
Descobriu que a descom pressão dos gases provocava esfriamento e criou uma
escala de temperaturas absolutas (1832), definindo a equação matemática
apropriada para expressar o trabalho de Joule tornando -se seu grande feito no
campo da termodinâmica.
A escala absoluta também dita escala termodinâmica ou escala Kelvin (T +
K=T ºC + 273,15), tem como ponto de partida do zero absoluto, a esta temperatura a
atividade molecular é nula, o que significa total inércia de vibrações ou deformações
de ligações, para medição de temperaturas (1848). Introduziu o termo
termodinâmico (1849), formulou as leis da conservação e da dissipação da energia,
inventou o galvôm etro (1851) e descobriu o resfriamento provocado pela expansão
de gases (1852).
Ainda hoje é muito lembrado por sua contribuição para o aperfeiçoamento dos
cabos telegráficos e a construção de um cabo submarino transatlântico de
telecomunicação (1866).
Contemporâneo de Reynolds deve-se a este cientista a introdução na
Hidráulica do termo turbulência ( 1887), do inglês turbulence, para designar o estado
do escoamento dos fluidos além do número crítico de Reynolds.
Aperfeiçoou o tubo de raios catódicos (1887) e foi recompensado pela rainha
Vitoria com título de Lord Kelvin de Largs, Escócia (1892). É considerado o maior
cientista e inventor britânico (patenteou cerca de 70 invenções).
Estudar a história de um homem como ele nos faz ver que não há empecilhos
para quem tem sede de conhecimento e fome de respostas, só basta ter vontade de
descobrir o que cerca a ciência e coragem para decifrar seus enigmas.
Diferente do que pensamos a ciência não é uma incógnita, e sim uma porta
aberta
para um mundo de conhecimento.
Bibliografia
*
História geral das Ciências "A Ciência Moderna".
*
História da Ciência” As
principais correntes do pensamento científico. "
Short History of Scientific Ideas [Singer].
Encyclopaedia Britannica - Volume 13.
 *
Bibliografia: Aprendendo Física, Editora Scipione.
*
http://www.portalsaofrancisco.com.br/alfa/biografia-de-lord-kelvin/biografia-de-lord-
kelvin.php#ixzz1vLzrbQpw
*
www.paginas.terra.com.br
*
www.alexquimica.com.br
*
br.geocities.com
*
http://alkimia.tripod.com/biografias/kelvin.htm
Conclusão
Efeito desse trabalho em nossa formação
Nós queviemos do ensino médio e cursos técnicos pudemos ver outra realidade,
não éramos incentivados a pesquisar a fundo os temas propostos por nossos
professores, fazíamos isto apenas para os trabalhos de média bimestral, fomos
incentivados a fazer esse trabalho principalmente pela nota no final do semestre,
porém com o decorrer da pesquisa podemos notar que os interesses aumentaram,
por buscar mais sobre a vida das personalidades pesquisadas, tanto que o que
pesquisamos foi maior que o limite proposto pelo trabalho e tivemos que retirar
muitas coisas por conta da quantidade de dados presentes neste, o que seria uma
busca rápida acabou virando algo de interesse para todos do grupo, quando foi
pedido para escolhermos o que deveríamos pesquisar, cada um dos integrantes
deste grupo tinha uma preferência alguns queriam que fosse Galileu , outro queria
Ampère e outros Einstein, porém chegamos em um consenso que as personalidades
deveriam ser outras pois essas já tinham outros grupos fazendo os estudos,
escolhemos então Willian Thompson , pois é de grande
importância para todo o nosso curso.
Pensamos da seguinte forma: já que esse nome fez história, de que forma ele
estava agindo em nosso curso? Qual era o seu impacto em nossa formação?
Nosso grupo entende que fez um ótimo trabalho, todos encontrando seu tempo de
pesquisar abrindo mão de sua madrugada para pesquisa, dos feriados para nos
reunirmos e discutirmos. O resultado foi muito interessante não só no trabalho, mas
também para nosso conhecimento. Percebemos que nossa realidade na faculdade
será muito diferente do que nos tempos de escola onde o simples trabalho era um
simples trabalho, vimos que com esforço e desempenho de todos estamos prontos
para mais.
Na faculdade nos vemos motivados para a pesquisa e desenvolvimento, podemos
ver que ver que nossa formação já esta presente em um trabalho. Por fim, cada hora 
que passamos estudando, lendo sobre a matéria será de extrema importância na nossa 
vida profissional